某核電站振動噪聲傳遞路徑測試
- 項(xiàng)目概況
本次振動噪聲傳遞路徑測試在國家某核電站進(jìn)行，東方所依據(jù)專家提供的測試技術(shù)要求，對相應(yīng)的幾個區(qū)域進(jìn)行振動噪聲傳遞路徑測試，驗(yàn)證其振動傳遞特性。
圖片來自網(wǎng)絡(luò)，與本項(xiàng)目無關(guān)- 結(jié)構(gòu)傳遞路徑測試
2.1 結(jié)構(gòu)傳遞路徑測試設(shè)備
結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)需要使用力錘對相應(yīng)位置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行激勵，本次實(shí)驗(yàn)使用特制的高聚能彈性力錘DFC-2進(jìn)行激勵，同時測試力錘的力信號以及加速度傳感器的響應(yīng)信號，通過DASP-V11工程版平臺軟件計算傳遞函數(shù)（FRF, Frequency Response Function）的方式得到振動在被測結(jié)構(gòu)中的傳遞情況。
在測試的過程中數(shù)據(jù)采集設(shè)備使用INV3062C型24位網(wǎng)絡(luò)式采集儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過1588同步技術(shù)保證所有通道同步采集數(shù)據(jù)。
2.2 結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)測點(diǎn)布置
結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)一共在現(xiàn)場布置了數(shù)十個加速度響應(yīng)測點(diǎn)，20個激勵點(diǎn)，加速度響應(yīng)測點(diǎn)主要測量相應(yīng)管道及安裝支架的振動；激勵點(diǎn)分布多個位置，主要集中在管道和支架上。
加速度傳感器使用磁座+502快干膠水的方式進(jìn)行安裝，保證加速度傳感器安裝固定在結(jié)構(gòu)表面,如圖2-1所示。
圖2-1 加速度傳感器安裝位置及固定方式示意圖
圖2-2 力錘及力傳感器2.3 結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)測試流程
1.結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)采特制的高彈性聚能中力錘DFC-2進(jìn)行激勵，對于大型結(jié)構(gòu)，力錘的激勵效果正比于力錘的質(zhì)量，考慮到錘擊的便利性，本次試驗(yàn)對力錘增加一塊配重。
2.為了保證激勵力能夠有效的傳遞到被測結(jié)構(gòu)中，同時也是為了在考慮低頻激勵的情況下增加激勵的頻帶范圍，采用了尼龍頭進(jìn)行激勵。
3.測試時候使用力錘在相應(yīng)位置進(jìn)行激勵，力傳感器的信號作為觸發(fā)信號，所有通道同時開始采集數(shù)據(jù)，使用觸發(fā)采樣的采集方式。
4.本次實(shí)驗(yàn)采用變時基（Varied-Time-Based）采樣的技術(shù)采集數(shù)據(jù)，對力信號使用高采樣頻率（20.48kHz）采集數(shù)據(jù)，對響應(yīng)信號采用低采樣頻率（5120Hz）采集數(shù)據(jù)，此方法即考慮到力信號的時間分辨率，又考慮到響應(yīng)信號的頻率分辨率，為大型結(jié)構(gòu)測試的常用方法。
2.4 結(jié)構(gòu)傳遞路徑測量結(jié)果
（1）背景振動測試結(jié)果
按照實(shí)驗(yàn)要求對各加速度測點(diǎn)進(jìn)行背景振動測試，測試條件為在關(guān)閉相應(yīng)的風(fēng)機(jī)和泵之后進(jìn)行，測試時間為15min，其對應(yīng)的時域波形和標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行分析與記錄。
標(biāo)準(zhǔn)差的計算公式為
圖2-3 某測點(diǎn)背景振動時域波形圖（2）傳遞函數(shù)分析
激勵及響應(yīng)信號的典型波形如圖2-4（a）、2-4（b）所示，根據(jù)激勵點(diǎn)及激勵的方便程度的不同，力錘的激勵力在20000-60000N之間，本次項(xiàng)目對所有響應(yīng)信號進(jìn)行了時域分析、統(tǒng)計、對比，并將每一個激勵點(diǎn)的10次激勵中取得典型的激勵情況的激勵力和振動加速度響應(yīng)最大值的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了統(tǒng)計，為了得到結(jié)構(gòu)傳遞的傳遞路徑，對所有振動測試數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞函數(shù)計算，得到相應(yīng)的幅頻曲線和相干曲線，如圖2-5所示。本次實(shí)驗(yàn)共設(shè)置了20個力錘激勵點(diǎn)和數(shù)十個加速度響應(yīng)測點(diǎn)，共得到數(shù)百條幅頻曲線及相干曲線。以上數(shù)據(jù)分析為結(jié)構(gòu)傳遞規(guī)律的探尋提供有效的數(shù)據(jù)支持。
圖2-4（a）典型力信號時域波形
圖2-4（b）典型響應(yīng)信號時域波形
圖2-5 典型信號的傳遞函數(shù)分析結(jié)果- 空氣傳遞路徑測試
3.1 空氣傳遞路徑測試設(shè)備
空氣傳遞路徑試驗(yàn)測試，根據(jù)試驗(yàn)方案，需要采用揚(yáng)聲器在指定位置進(jìn)行噪聲激勵，本次實(shí)驗(yàn)采用十二面體聲源作為噪聲激勵源，如圖3-1所示，配合相應(yīng)的功放和信號發(fā)生器，使用粉紅噪聲作為噪聲信號，在1米處的聲壓級在110dBA左右，聲功率級在120dBA左右，振動測試采用與結(jié)構(gòu)傳遞路徑試驗(yàn)相同的儀器設(shè)備和測點(diǎn)布置，噪聲測試采用INV3080B-SLM手持式聲級計和INV9206聲壓傳感器進(jìn)行測試，通過DASP-V11型工程版軟件進(jìn)行振動和噪聲數(shù)據(jù)分析。
3.2 空氣傳遞路徑試驗(yàn)測點(diǎn)布置
空氣傳遞路徑試驗(yàn)一共在現(xiàn)場布置了數(shù)十個加速度響應(yīng)測點(diǎn)，若干個噪聲測點(diǎn)，加速度響應(yīng)測點(diǎn)主要測量相應(yīng)管道及安裝支架的振動；噪聲測點(diǎn)分布在被測結(jié)構(gòu)內(nèi)以及聲源附近；聲源激勵位置主要集中在控制室、泵房、休息室的指定位置。
圖3-1 十二面體聲源3.3 空氣傳遞路徑試驗(yàn)測試流程
1.在進(jìn)行空氣傳遞路徑試驗(yàn)時，首先測試大約120s的背景噪聲，然后再打開揚(yáng)聲器，再測試大約120s的有揚(yáng)聲器噪聲的振動和噪聲數(shù)據(jù)。
2.共設(shè)置數(shù)個揚(yáng)聲器位置點(diǎn)，測試時候按照時間順序依次從1號到N號位置移動揚(yáng)聲器，完成空氣傳遞路徑試驗(yàn)。
3.揚(yáng)聲器工作時，信號發(fā)生器發(fā)出的是粉紅噪聲。
3.4 空氣傳遞路徑測量結(jié)果
（1）聲源激勵工況下的噪聲測試結(jié)果
空氣傳遞路徑測試設(shè)置了數(shù)個聲源位置，若干噪聲測點(diǎn)以及數(shù)十個振動測點(diǎn)，對所有聲源位置下的各測點(diǎn)的噪聲測試數(shù)值進(jìn)行了分析與統(tǒng)計，其中背景噪聲測試了兩組數(shù)據(jù)，第一組數(shù)據(jù)為在某些風(fēng)機(jī)及泵等設(shè)備運(yùn)行情況下的背景噪聲，第二組數(shù)據(jù)為在某些風(fēng)機(jī)及泵等設(shè)備停止運(yùn)行情況下的背景噪聲。
空氣傳遞路徑測試時，先測試兩分鐘左右的背景噪聲，然后打開揚(yáng)聲器聲源，信號為粉紅噪聲，測試在聲源激勵情況下的噪聲，對所有噪聲測點(diǎn)在測試過程中的噪聲變化進(jìn)行了統(tǒng)計與分析，如圖3-2所示。
圖3-2 某測點(diǎn)噪聲變化
（2）聲源激勵工況下的振動測試結(jié)果
空氣傳遞路徑試驗(yàn)中，聲源在相應(yīng)位置激勵的情況下，對各個加速度測點(diǎn)的振動標(biāo)準(zhǔn)差及隨時間變化情況進(jìn)行了分析與統(tǒng)計，如圖3-3所示，標(biāo)準(zhǔn)差的計算公式為
圖3-3